JPH0522815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、小規模な液化天然ガスの気化供給所
において用いるに適した天然ガスの発熱量調整装
置に関する。

（従来の技術） 天然ガス（略称NG）は、通常は極低温状態で
液化された液化天然ガス（略称LNG）として貯
蔵され、その消費にあたり必要量が気化器により
常温の天然ガスに再気化されて供給される。

しかして天然ガスはそれぞれ固有の発熱量値を
示す主成分メタン、副成分エタン、プロパン等の
主としてパラフイン系同族体から成る多成分系の
ガスであるため、その発熱量は一定していない。
即ち天然ガスの発熱量は、前記各成分の組成の違
いにより9700〜11200Kcal／Nm³の範囲でバラツ
キがある上に、前記の再気化にあたり、各成分の
沸点の相違や気化器の蒸発管内における液相流
（液化天然ガス流）と気相流（天然ガス流）との
相互干渉に基づく複雑な流動現象により、再気化
された天然ガスの組成がある時間的周期を伴つて
変動し、従つてその発熱量も変動するのである。

然し一方、天然ガスに対しては、消費時の燃焼
性や取引上等の理由から、特定の標準発熱量（例
えば、都市ガスとして天然ガスを供給する場合の
標準発熱量は11000Kcal／Nm³である。）を示す
ことが要求されており、ここに天然ガスの発熱量
調整を行なう必要が生ずる。

かかる天然ガスの発熱量調整を行なうための従
来の技術は、いわゆるユンカース型熱量計やシグ
マ型熱量計等のガス熱量計により天然ガスの発熱
量を測定することと、この測定値に基づき適当な
発熱量を有する他種のガスを、天然ガスに対して
混合することにより構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記の従来技術では、熱量計の応答速
度が遅く、通常３〜10分間の測定遅れを生ずるた
め、天然ガスの再気化の際の発熱量変動が激しい
ときは、発熱量の調整を追従させることができな
いという問題があつた。そしてこの様な問題は、
大規模な液化天然ガスの気化供給プラントにおい
ては、気化器の運転台数が多いことや、大容量の
プラント内部で組成の異なる天然ガスが混合、平
均されることより、さしたる不都合を生じない
が、この様なスケール・メリツトを期待できない
小規模な液化天然ガスの気化供給プラントにおい
ては、供給される天然ガスの発熱量が標準発熱量
と大きく食い違うという不都合を生じる恐れがあ
つた。

ところで、天然ガスにおいては、前記の組成上
の特徴より、その発熱量（高位発熱量Kcal／
Nm³）をＨ、その比重（空気の比重を１とした
場合。本明細書において、以下同じ）をρとする
と、第４図に示す様に、Ｈ＝14559×ρ＋1473（第
一式）で示される相関性が成立することが知られ
ており、又、ガス体の比重を測定するための比重
計、例えばいわゆるラウター比重計においては、
その応答性が熱量計に比し良好で、サンプリング
タイムも含めて通常数十秒の遅れで連続的に測定
を行なうことができることも知られている。

従つて、比重計により天然ガスの比重を測定し
て、この測定値を指標として天然ガスの発熱量を
調整する方式とすれば、天然ガスの発熱量変動に
対する追従性をある程度向上させることができる
が、この場合でも、前記の様に比重計における数
十秒程度の測定遅れに基づく調整の誤差を生ずる
ことを避け得ない。

そこで本発明は、比重計により比重を測定され
た天然ガスが比重計の測定遅れに対応する時間だ
け待機させられた後、発熱量の調整を受けるよう
にすることと、更に、待機中の相異なる組成の天
然ガスを混合、平均化して、調整すべき発熱量の
変動幅を少なくしておくことを、その解決すべき
技術的課題とする。

（問題点を解決するための手段） 上記課題を解決するための技術的手段は、天然
ガスの流路に設けた比重計により該天然ガスの発
熱量に対応する天然ガスの比重を測定し、この測
定値に基づいて、標準発熱量に対する天然ガスの
発熱量の過不足を、天然ガスの流路に設けた発熱
量調整手段を有する調整部において調整する発熱
量調整装置において、前記比重計と調整部との間
の流路に天然ガスの撹拌手段を備えた所定容量の
ミキシングタンクを設けると共に、比重計に接続
された演算器には比重計から順次入力される比重
測定値に基づきミキシングタンク内で撹拌、混合
された天然ガスの比重を予測演算するシミユレー
シヨンプログラムを設定し、この予測演算値に基
づいて調整部を制御するようにしたことである。

（作 用） 気化器により気化された、発熱量の変動に対応
する比重の変動を伴つた天然ガスが、その流路に
設けられた比重計により連続的にその比重を測定
された後、順次ミキシングタンクに流入して撹
拌、混合される。そして、ミキシングタンクに流
入した前記天然ガスは、ミキシングタンクが所定
の容量を有するために、少なくとも前記比重計の
測定遅れに対応する時間だけ、ミキシングタンク
内に滞留する。

この間、比重計による比重測定値は一定時間の
測定遅れを伴つて演算器に連続的に入力される。
そして演算器はこれらの比重測定値に基づいて、
ミキシングタンク内で混合された後の天然ガスの
比重を予測演算すると共に、この演算値に基づい
て調整部に対して制御指令を送る。

すると、ちようどこの時点で、前記演算値に対
応する天然ガスがミキシングタンクより流出して
調整部に到達しているので、この天然ガスに対し
演算値に基づく発熱量調整が行なわれるのであ
る。

（実施例） 次に、本発明の実施例を第１図乃至第３図に基
づいて説明する。

タンク１に貯蔵された液化天然ガスは、ポンプ
２によつて気化器３に送られると共に、ここで気
化された後、供給管４を通つてミキシングタンク
５に流入するようになつている。

ミキシングタンク５は所定の容量、即ち、少な
くとも後述する比重計１９の測定遅れに対応する
時間だけ、流入した天然ガスを滞留させることが
できる容量を有している。ミキシングタンク５の
内部に導入された前記供給管４は単数又は複数の
分枝管６に接続され、分枝管６はミキシングタン
ク５内部のガス体に対し均一に撹拌作用を及ぼす
に適当な位置まで延設されている。そして分枝管
６の先端部には、該分枝管６を小口径に絞り込ん
で形成したノズル７と、該ノズル７の開口縁部を
一定の間隔を保つて包囲するように設けられた先
細状のミキシングリング８とより構成されるエジ
エクター９を形成している。又、エジエクター９
によるガス体の導入方向から外れた部位におい
て、ミキシングタンク５に導出口１０を設けてい
る。

次に、前記導出口１０に一端を接続した供給管
１１の他端部には天然ガスの発熱量を調整するた
めの調整部１２を設けている。この調整部１２
は、流量調節弁１３を介して増熱用ガスを送る供
給管１４と、流量調節弁１５を介して希釈用ガス
を送る供給管１６とを混合部１７において前記供
給管１２に接続して成つている。そして混合部１
７からは、熱量調整済の天然ガスを図示省略の供
給口へ送るための供給管１８を延設している。

しかして、上記の増熱用ガスとは、天然ガスよ
り高い一定の発熱量を示すガス、例えばプロパン
ガス或いはブタンガスである。因みに、ブタンガ
スにおいては、その発熱量は31920Kcal／Nm³で
ある。又、希釈用ガスとは、天然ガスより低い一
定の発熱量を示し、若しくは発熱量ゼロであるガ
ス、例えば空気或いは水素ガスである。

前記天然ガスの供給管４には比重計１９が、又
供給管１１には流量計２０が設けられ、これらの
測定値が入力される演算器２１により前記流量調
節弁１３，１５の開度が制御される様になつてい
る。又、演算器２１には比重計１９より順次入力
される比重測定値に基づき、ミキシングタンク５
内部で撹拌混合された天然ガスの比重を予測演算
するシユミレーシヨンプログラムが入れてある。

尚、ミキシングタンク５における撹拌手段とし
て、前記エジエクター９に代えて撹拌用のプロペ
ラを備えていても良い。又、前記比重計１９は、
熱量計に比し測定遅れが少ないガス比重計であれ
ば、その機構、種類を問わない。

本実施例は以上の様に構成されるので、以下の
作用を有する。

タンク１に貯蔵された液化天然ガスはポンプ２
により気化器３に送られ、ここで気化されて天然
ガスとなる。この天然ガスは供給管４を通過中に
比重計１９によりその比重を連続的に測定され、
次いで分枝管６を通過してノズル７よりミキシン
グタンク５内部に噴出する。そして、この様な天
然ガスの噴出がミキシングリング８の内部に負圧
を生じさせるため、エジエクター９の近傍部の、
既にミキシングタンク５に導入されていた天然ガ
スが第３図の矢印Ａで示す方向よりエジエクター
９に吸引され、ノズル７より噴出する前記天然ガ
スと混合されながら第３図の矢印Ｂで示す方向へ
吹出される。又、この様な天然ガスの流れがミキ
シングタンク５の内部における天然ガスの対流、
混合を引き起し、この結果天然ガスの組成が平均
化される。

又、エジエクター９と導出口１０との前記の位
置関係から、ノズル７より噴出した天然ガスは、
直ちに導出口１０へ向うことはなく、ミキシング
タンク５の容量に対応する所定の時間だけミキシ
ングタンク５の内部に滞留する。

一方演算器２１は、比重計１９より順次入力さ
れる天然ガスの比重測定値に基づいて、前記のシ
ミユレーシヨンプログラムにより、ミキシングタ
ンク５の内部で組成が平均化された天然ガスの比
重を予測演算し、この演算値に基づく制御指令を
調整部１２に送る。この制御指令の内容は、天然
ガスの標準発熱量に対応する比重値に対する前記
演算値の過不足に応じて、流量調節弁１５或いは
１３を所要時間、所要の開度だけ開かせ、増熱用
ガス或いは希釈用ガスを混合部１７に択一的に所
要量供給することより成つている。

然るに、前記の様に、比重計１９における測定
遅れの時間と、ミキシングタンク５における天然
ガスの滞留時間とが対応する様に設計されている
ので、ミキシングタンク５において組成を平均化
された天然ガスが供給管１１より混合部１７に到
達した時点で、この天然ガスに対応する比重の演
算値に基づく制御指令により混合部１７に増熱用
ガス或いは希釈用ガスが供給されて天然ガスに混
合されるので、比重計１９の測定遅れに伴う誤差
を生ずることなく、天然ガスの発熱量調整が行な
われるのである。

尚、供給管１１に設けられた流量計２０により
天然ガスの流量、換言すれば、その移動速度が検
出され、この測定値が演算器２１に入力されて、
調整部への前記制御指令を発するタイミングの微
調整が行なわれる。

（効 果） 本発明は、天然ガスの発熱量の変動に対する発
熱量調整の追従性を向上させると共に比重計の測
定遅れに基づく調整の誤差を解消でき、又、予め
天然ガスの組成が平均化されるため発熱量の変動
幅が少なく、よつて正確な調整を行ない易いとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図はミキシング
タンクの様式図、第３図はその要部拡大図、第４
図は天然ガスにおける発熱量と比重との相関性を
示すグラフである。 ５…ミキシングタンク、１２…調整部、１９…
比重計、２１…演算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 天然ガスの流路に設けた比重計により該天然
   ガスの発熱量に対応する天然ガスの比重を測定
   し、この測定値に基づいて、標準発熱量に対する
   天然ガスの発熱量の過不足を、天然ガスの流路に
   設けた発熱量調整手段を有する調整部において調
   整する発熱量調整装置において、前記比重計と調
   整部との間の流路に天然ガスの撹拌手段を備えた
   所定容量のミキシングタンクを設けると共に、比
   重計に接続された演算器には比重計から順次入力
   される比重測定値に基づきミキシングタンク内で
   撹拌、混合された天然ガスの比重を予測演算する
   シミユレーシヨンプログラムを設定し、この予測
   演算値に基づいて調整部を制御するようにしたこ
   とを特徴とする天然ガスの発熱量調整装置。